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采油井间歇抽油制度对能耗成本与设备寿命的影响分析

作者

王凯 于宏超 贾刚卫

长庆油田分公司第五采油厂 宁夏 吴忠 751500

引言

在石油开采工程中,抽油制度的选择直接关系到采油效率、运营成本与设备管理水平。随着石油行业对降本增效与绿色开采的要求不断提升,传统连续抽油制度在能耗过高、设备损耗过快等方面的问题逐渐凸显,间歇抽油制度因具备灵活调节的特点,在各类油藏条件下的应用逐渐广泛。间歇抽油制度通过根据油井产能、液面恢复情况等参数,设定周期性的抽油与停抽时段,改变了连续抽油状态下能源与设备的持续负荷模式。深入分析该制度对能耗成本与设备寿命的影响,不仅能够丰富采油工程的技术理论体系,更能为现场生产中抽油制度的优化调整提供切实可行的依据,对提升石油开采的经济性与设备运行的稳定性具有重要意义。

一、间歇抽油制度的运行机制与核心参数

间歇抽油制度基于油井产出液在地层与井筒中的流动规律,通过间歇性启动与停止抽油设备,实现抽油过程与液面恢复过程的有序衔接。抽油阶段,抽油机带动抽油杆与抽油泵运行,将井筒内积聚的产出液举升至地面集输系统;停抽阶段,抽油设备停止运行,地层产出液在压力差作用下向井筒流动,使液面逐渐恢复至设定高度,以此循环匹配油井产能,避免抽油泵空抽。其核心参数包括抽油时长、停抽时长与循环周期,抽油时长依据日产液量、抽油泵排量及液面下降速度确定,停抽时长参考地层渗透率、压力及液面恢复速度设定,循环周期为二者之和,需根据油井动态数据实时调整,以平衡产量、能耗与设备损耗[1]。

二、间歇抽油制度对能耗成本的影响

(一)间歇抽油制度对能耗消耗的调控作用

间歇抽油制度通过减少设备无效运行时间,实现了对能耗消耗的有效调控。在传统连续抽油制度中,当井筒内液面降至抽油泵吸入口以下时,抽油泵会进入空抽状态,此时设备仍持续运转,但无法产生有效产量,造成大量电能浪费。而间歇抽油制度通过设定合理的停抽时段,在井筒内液面较低时及时停止抽油设备,避免空抽现象发生,减少了无效能耗的产生。同时,在停抽阶段,抽油设备完全停止运行,不再消耗电能,相较于连续抽油中设备持续运转的模式,显著降低了单位时间内的能耗消耗。间歇抽油制度还能通过优化抽油周期,使抽油设备在高效运行区间工作,减少因设备负荷波动过大导致的额外能耗,进一步提升能源利用效率。

(二)间歇抽油制度对能耗成本的影响路径

间歇抽油制度通过降低能耗消耗总量,直接影响采油过程的能耗成本。能耗成本是采油企业运营成本的重要组成部分,主要由电能消耗费用构成。间歇抽油制度减少无效能耗与单位时间能耗后,每月或每年的总电能消耗量随之降低,在电价相对稳定的情况下,直接减少了电能采购费用支出。同时,能耗消耗的降低还能减少配套供电设备的运行负荷,降低供电设备的维护成本,间接减少能耗相关的辅助成本。此外,部分地区对高耗能企业实施差异化电价政策,间歇抽油制度带来的能耗降低可使企业避免因能耗超标产生的额外费用,进一步优化能耗成本结构[2]。随着间歇抽油制度的持续应用,能耗成本的累计降低效果将逐渐凸显,为采油企业提升整体经济效益提供有力支撑。

三、间歇抽油制度对设备寿命的影响

(一)间歇抽油制度对设备疲劳损伤的缓解作用

抽油设备在运行过程中,受到交变载荷与振动的影响,易产生疲劳损伤,而间歇抽油制度通过减少设备持续运行时间,有效缓解了这种损伤。在连续抽油状态下,抽油机的曲柄、连杆、抽油杆等关键部件长期处于受力状态,持续承受交变载荷,易导致部件内部应力集中,加速疲劳裂纹的产生与扩展,缩短部件使用寿命。间歇抽油制度中的停抽时段为设备提供了“休息”时间,在停抽阶段,设备部件不再承受工作载荷,内部应力得以释放,减少了疲劳损伤的累积。停抽时段还能减少设备运行过程中的振动冲击,降低部件之间的磨损程度,避免因长期振动导致的部件松动或变形,为设备长期稳定运行奠定基础。

(二)间歇抽油制度对设备维护周期的影响

间歇抽油制度通过降低设备损耗速度,延长了设备维护周期,减少了维护成本与停机时间。在连续抽油制度下,由于设备持续运转,部件磨损速度快,需频繁进行维护保养,如更换抽油杆、密封件等,不仅增加了维护费用支出,还因维护导致的停机影响了采油产量[3]。而间歇抽油制度下,设备运行时间减少,部件磨损程度降低,磨损速度减缓,原本需要每月进行的维护工作可延长至每两个月或更长时间,显著减少了维护次数。设备故障发生率也因损耗降低而下降,避免了因突发故障导致的非计划停机,减少了因停机造成的产量损失。此外,维护周期的延长还降低了维护人员的工作强度,提升了维护工作效率,进一步优化了设备管理成本。

结语

本文对采油井间歇抽油制度对能耗成本与设备寿命的影响进行了系统分析,明确了该制度的运行机制、核心参数及其在能耗控制与设备保护方面的作用。科学的间歇抽油制度能够通过优化运行周期,减少无效能耗,降低能耗成本;同时缓解设备疲劳损伤,延长维护周期,提升设备寿命。在石油开采行业追求降本增效与可持续发展的背景下,间歇抽油制度具有重要的应用价值。未来可结合不同油藏条件与油井动态数据,进一步优化间歇抽油参数设定,提升制度的适应性与有效性,为采油工程的高效运行提供更有力的技术支持。

参考文献

[1] 李芳菲. 采油井抽时调整在生产中的应用[J]. 化学工程与装备,2023,(11):120-121.

[2]张宁宁.采油井抽时调整在采油生产中的应用探讨[J].化学工程与装备,2017,(11):94-95+89.

[3] 李 春 风 . 间 歇 采 油 井 确 定 合 理 沉 没 度 [J]. 内 蒙 古 石 油 化工,2015,41(12):52-54.